主要观点总结
科技周报摘要:涵盖人工智能、生物科技、能源材料、信息技术等领域的最新科研成果及美国、欧盟等地的相关科技政策动态。
关键观点总结
关键观点1: 科技动态
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关键观点2: 数字网络前沿
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关键观点3: 科技投融资与政策追踪
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正文
利用手指平移运动在拾取放置任务中抓取多物体
[1]
韩国首尔国立大学的研究团队设计了一种用于多物体抓取的夹持器,它利用指尖平移运动来促进手指和手掌的协同,进而增强拾取/放置功能。MOGrip由四个手指和一个自适应传送手掌组成,手指依次抓取物体并将其转移到并同时储存在手掌中,通过反转此过程,还可以检索储存的物体并将其逐一放置在特定位置。研究展示了MOGrip的时间效率和拾取/放置性能,展示了手指平移在增强功能和扩大多物体抓取适用性方面的潜力。(Science Robotics,12.11)
美国加州理工学院的研究团队推出了一种基于水凝胶、成像引导、生物可吸收的声学微型机器人(BAM),旨在以高稳定性在人体中导航。BAM具有优化的表面化学性质和疏水内层,双开口气泡捕获的腔体设计能够捕获微泡振荡并增强对比度以实时超声成像,从而通过无线磁导航实现运动的精确跟踪和控制。BAM的水解驱动生物降解性确保其在治疗后安全溶解,不会造成长期残留危害。该研究有望推动微创医疗干预和靶向治疗。(Science Robotics,12.11)
中国东北师范大学和英国埃克塞特大学的研究团队开发了一种专为植物设计的高性能、可解释的RNA基础模型(FM)。PlantRNA-FM整合了1,124种植物物种的RNA序列和结构信息,在基因区域注释中实现了0.974的F1得分,而此前的最佳模型仅为0.639。其可解释框架能识别具有生物功能(如与翻译相关)的RNA序列,包括转录组中的RNA二级和三级结构基序,并强调了这些基序在基因区域中位置信息的重要性,从而帮助植物科学家对植物RNA进行编码。(Nature Machine Intelligence,12.9)
PlantRNA-FM预训练阶段示意图 @东北师范大学
使用机器学习力场对盐溶液中水扩散异常的时空表征
[4]
韩国高等研究院通过深度势分子动力学(DPMD,一种机器学习力场模型)来探究盐如何影响水,并将结果与从头算分子动力学、简单点电荷模型、原子多极优化能量学模型和多体极化模型等进行比较。研究表征了盐溶液中水的复杂行为,展示了DPMD在研究水盐相互作用方面的先进能力,如准确再现水的扩散率,这为理解不同环境中水分子的时空相关性打开了大门。(Science Advances,12.11)
不同模型和实验基准中盐溶液中水的扩散特性比较 @韩国高等研究院
美国密苏里大学的研究团队以亚纳米分辨率解析并展示了载脂蛋白B100(apoB100)的首个结构。该结构由一个大的球状N端结构域和一个约61纳米长的连续两亲性β片层组成,像皮带一样缠绕在低密度脂蛋白(LDL)颗粒周围。这与超过200个分子内交联的完整序列非常一致。该研究揭示了apoB100的各个域如何协同作用,以在各种粒径范围内保持LDL形状和凝聚力,有助于加速潜在新疗法的设计。(Nature,12.11)
中国西湖大学的研究团队从小鼠骨骼肌中分离了天然肌营养不良蛋白-糖蛋白复合物(DGC),并获得了其高分辨率结构,发现其与之前的DGC组装模型明显不同。比如β-、γ-和δ-肌聚糖共同折叠形成一种特殊的细胞外塔状结构,为α-肌聚糖和肌营养不良蛋白提供结合位点,在复合物组装中起着核心作用等。该研究增强了对跨细胞膜结构连接的理解,为许多肌营养不良相关突变的分子解释奠定了基础。(Nature,12.11)
美国斯坦福大学的研究团队系统地比较了代表电动汽车(EV)锂离子电池的动态非恒定电流放电曲线与恒定电流放电曲线,发现动态循环可将电池寿命延长38%。他们进一步利用可解释的机器学习(ML)来探究动态放电曲线对电池退化的影响,发现放电曲线信号中低频电流脉冲(平均8.2mHz)对于寿命的重要性。这项工作量化了用实际循环曲线评估新电池化学和设计的重要性,挑战了实验室中广泛采用的恒流放电。(Nature Energy,12.9)
英国牛津大学的研究团队讨论了实现薄锂膜的各种技术的可行性,这些技术适用于超级工厂生产所需的规模。零锂过量配置很有价值,但充电时不均匀的锂沉积会导致活性锂损失,从而降低库仑效率。研究人员表明热蒸发是应对这一挑战的经济有效的途径,并对使用该工艺制造薄而致密的锂金属箔的预计成本进行技术经济评估,估算出使用热蒸发锂箔制造的固态电池组的成本。(Nature Energy,12.11)
美国约翰霍普金斯大学的研究团队利用早期韦伯太空望远镜(JWST)数据样本验证了哈勃太空望远镜(HST)对宇宙膨胀率的测量,即哈勃常数。他们发现JWST与HST的观测结果差异不到2%,远小于哈勃张力差异的约8~9%,排除了张力是由于HST误差导致的。这一交叉检验表明,HST观测与标准模型的差异可能源于未知物质成分或宇宙学家对尚未发现的物理学理解的差距。(The Astrophysical Journal Letters,12.9)
美国科罗拉多大学博尔德分校的研究团队揭示了引发火星大型沙尘暴的因素。他们研究了火星勘测轨道器上的火星气候探测仪在8个火星年(地球上为 15 年)内对火星的观测结果,重点关注每年都会出现的“A”型和“C”型风暴,发现大约68%的重大风暴发生之前,火星表面温度都会急剧上升。目前,研究小组还在收集近几年火星上的观测数据,以继续探索这些爆炸性天气模式,以期通过实时数据预测未来几周可能发生的情况。(AGU,12.10)
美国太平洋西北国家实验室开发了一种固相回收和合金化工艺,可使6063铝废料与铜、锌和镁合金化,形成成分和性能类似于7075铝合金的高强度产品。独特的纳米团簇强化结构使合金具有高密度Guinier-Preston区和均匀沉淀的纳米级η'/Mg(CuZn)
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强化相,可将产量和极限抗拉强度提高200%以上。这种可扩展的制造工艺为金属再利用提供了一种模式,可按需升级再造来自废料来源的各种金属材料。(Nature Communications,12.10)
瑞典隆德大学的研究团队提出了一种自下而上的工艺,来制造由周期性纳米结构斑块组成的宏观上大型和几乎独立的2D金(Au)单层。研究通过在Ir(111)基板上形成Au单层并在Au/Ir界面处嵌入硼原子,实现了具有六边形结构和三角形纳米级图案的悬浮单原子Au片,并揭示了硼在形成纳米结构Au层中的作用。所得Au膜表现出显著的热稳定性。(Nature Communications,12.10)
荷兰代尔夫特理工大学的研究团队使用超导谐振器展示了两个相距250μm的半导体自旋量子比特之间的相干相互作用。这种分离比该平台中常用的直接相互作用机制大几个数量级。他们利用谐振器通过虚拟光子介导自旋-自旋耦合,报告了具有可控频率的两个自旋群体的反相振荡;观察到的结果与自旋量子比特的iSWAP振荡一致,表明纠缠操作可以在10纳秒内实现。这为芯片上可扩展的自旋量子比特模块网络带来了希望。(Nature Physics,12.9)
德国弗赖堡大学的研究团队利用种子自由电子激光器FERMI的脉冲整形,展示了对氦原子中超快Rabi动力的高保真强场量子控制。此方法揭示了电离连续体的强修饰,帮助明确用于控制总电离率的实验观测物,有望应用于许多极紫外(XUV)和软X射线实验。基于在几飞秒到阿秒的强XUV到软X射线光源方面的进展,该研究为实时高效操纵和选择性控制核心电子过程和电子关联现象开辟了一条途径。(Nature,12.11)